Ποια είναι η σύνδεση μεταξύ ανθρακικού νατρίου και θειικού οξέος;

Το ανθρακικό νάτριο και το θειικό οξύ — σημαντικές χημικές ουσίες μεμονωμένα και σε συνδυασμό — βρίσκονται στις αντίθετες πλευρές της κλίμακας του pH. Το ανθρακικό νάτριο (Na2CO3) είναι ένα αρκετά βασικό άλας, ενώ το θειικό οξύ (H2SO4) είναι ένα από τα ισχυρότερα ορυκτά οξέα. Η προσεκτική εξέταση της χημικής του δομής αποκαλύπτει ότι το ανθρακικό νάτριο μπορεί να παραχθεί από υδροξείδιο του νατρίου (NaOH), συν ανθρακικό οξύ (H2CO3). το άλας ενός τόσο ασθενούς οξέος με τόσο ισχυρή βάση δεν είναι ουδέτερο, αλλά βασικό. Η εξίσωση για αυτό είναι 2 NaOH + H2CO3 → Na2CO3 + 2 H2O. Εναλλακτικά, εάν μείνει εκτεθειμένο στον αέρα, το υδροξείδιο του νατρίου απορροφά πολύ αργά το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) από την ατμόσφαιρα, υπακούοντας στη σχέση 2 NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O. Είτε έτσι είτε αλλιώς, η αντίδραση μεταξύ ανθρακικού νατρίου και θειικού οξέος είναι Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2, όπου Na2SO4 είναι ο χημικός τύπος για το θειικό νάτριο.

Το ανθρακικό νάτριο φέρει το ιστορικό όνομα «σόδα πλυσίματος», καθώς λόγω των αλκαλικών ή βασικών ιδιοτήτων του, βελτιώνει τη λειτουργία των απορρυπαντικών πλυντηρίων ρούχων. Μια άλλη ονομασία του είναι ανθρακικό νάτριο, καθώς μια πρώιμη κύρια πηγή του ήταν από τις στάχτες των δέντρων, τα φύκια και άλλα οργανικά υλικά. Η πιο σημαντική χρήση του σήμερα —που αντιπροσωπεύει σχεδόν το ήμισυ του συνολικού επιπέδου παραγωγής του— είναι στην κατασκευή γυαλιού. Σχεδόν το 30% της χρήσης του, ωστόσο, είναι για την παραγωγή χημικών. Το ανθρακικό νάτριο και το θειικό οξύ χρησιμοποιούνται στο εργαστήριο ως πρότυπα βάσει των οποίων μπορούν να αξιολογηθούν άλλες ουσίες.

Το θειικό οξύ είναι ένα από τα πιο σημαντικά βιομηχανικά χημικά σε όλο τον κόσμο, ιδιαίτερα στην Ασία και τις Ηνωμένες Πολιτείες, και είναι ιδιαίτερα κρίσιμο για την παραγωγή φωσφορικών λιπασμάτων. Το Rayon — αρχικά ένα υποκατάστατο μεταξιού — χρησιμοποιεί θειικό οξύ στην κατασκευή του. Το θειικό νάτριο, ένα σημαντικό υποπροϊόν στην κατασκευή ρεγιόν, δεν προκύπτει γενικά από το συνδυασμό ανθρακικού νατρίου και θειικού οξέος. Αντίθετα, προκύπτει όταν το υδροξείδιο του νατρίου (NaOH) – η λεγόμενη καυστική σόδα – χρησιμοποιείται για την εξουδετέρωση του «εξαντλημένου» οξέος. Το οξύ χρησιμοποιείται επίσης σε μπαταρίες αυτοκινήτων, στην κατασκευή χάλυβα και στην παραγωγή εκρηκτικών.

Τα μόρια του νερού συνδέονται με το απλό μόριο Na2SO4 για να σχηματίσουν προϊόντα ενυδάτωσης, συμπεριλαμβανομένου του επταένυδρου που βλάπτει τα κτίρια (Na2SO4·7H2O). Η ζημιά συμβαίνει επειδή τα διαλυτά άλατα μπορούν να ταξιδέψουν στους πόρους και να ασκήσουν πίεση. Ευτυχώς, μια άλλη ένυδρη ένωση – το άλας του Glauber (Na2SO4·10H2O), η δεκαϋδρική ένωση – αξιολογείται για θετική χρήση στην αποθήκευση λανθάνουσας θερμότητας σε συστήματα θέρμανσης και ψύξης. Η βιομηχανία χαρτοπολτού χρησιμοποιεί θειικό νάτριο στη διαδικασία Kraft για την παραγωγή χαρτιού. Ιατρικά, το αλάτι χρησιμοποιείται ως καθαρτικό, διουρητικό και καθαρτικό.